回收玻璃粉摻配廢棄物蚵殼制備發(fā)泡玻璃

1、回收玻璃粉摻配廢棄物蚵殼製備發(fā)泡玻璃 研究 *Preparation of Foam Glass from Mixture Recycling Cullet and Oyster Powder *1 1 2 1 T. A. Wu1C. H. Chu1 S. B. Wen2Y.H. Shen1TFT-LCD 8:2 2.5wt% 5wt% 10wt% 750 800 850 900 950 20min 40min 60min 450 2 5 wt.% 850 40min 0.4g/cm3 1mm3mm關(guān)鍵詞: TFT-LCDFoam glass is one of all kinds of on

2、coming heat-insulating, sound insulation, and water-repellent materials, which may be prepared by employing recycling glass and adequate foaming agent at heat treatment. In this study, the amount of 80 wt.% recycling TFT-LCD glass and 20 wt.% sodium-calcium glass were mixed as feedstock. The mixture

3、s doping various amount of oyster powder, namely 2.5wt%, 5wt% and 10wt% addition, red at the temperatures from 750 to 950 with 50 increments for three different holding time as 20, 40, and 60 min, respectively, and then annealed at 450 for 2 h. Results of apparent density and OM observation show tha

4、t the density at 0.4 g/cm3 for foam glass with 5 wt.% oyster powder addition can be obtained at 850 for 40 min and uniform porosity distribution and pore size at approximate 13 mm was observed.Key words: foam glass, TFT-LCD glass, sodium- calcium glass, oyster powder一、前言*Paper presented at 2009 CIMM

5、E Annual Convention, October 23,2009, MiaoLi.1Department of Resources Engineering, National Cheng Kung University2General Education Center, Meiho Institute of Technology-73-鑛冶 54/3-74-九十九年九月1-425 30TFT-LCD 750 800 850 900 950 20min 40min 60min 450 2二、實(shí)驗(yàn)方法2.1再生玻璃原料來(lái)源0.6122.2蚵殼原料來(lái)源Fig. 1 Flow-sheet of

6、 foam glass prepared. 750 - 950 20 - 60 min 1 h200 mesh 800 kgf/cm2-75-鑛冶 54/3 CaCO 3 CO 22.3實(shí)驗(yàn)流程Fig. 1 TFT-LCD 200 8:2 200 2.5wt% 5wt% 10wt% 1 800kgf/cm2 1 min 10 /min 750 800 850 900 950 20min 40min 60min 450 2 X-ray (Siemens D5000 (OLYMPOS BH2-UMA (Polaroid Digital Microscope Camera三、結(jié)果與討論3.1 起始原

7、料分析Fig. 2 X-ray (CaCO3 (CO2 3.2 成型對(duì)發(fā)泡玻璃之影響 750 1100 1.8 g/cm3 ; Fig. 2 XRD pro le of oyster powderFig. 2 XRD profile of oyster powder 型對(duì)發(fā)泡玻璃之影響由實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示經(jīng)成型之試片相較於未壓錠之玻璃粉與蚵殼粉,經(jīng)溫度 750 到 1100的燒結(jié)試驗(yàn),其視密度皆大於 1.8 g/cm3,幾乎無(wú)發(fā)泡現(xiàn)象產(chǎn)生; 然而,上述 實(shí)驗(yàn)結(jié)果明顯證實(shí)成型為製備發(fā)泡玻璃的重要的步驟之。其原因?yàn)槲唇?jīng)過(guò)成型之 試片,其可能在達(dá)玻璃軟化溫度時(shí),玻璃粉顆粒之間呈現(xiàn)鬆散狀態(tài),而隨著溫度增 加

8、碳酸鈣已開始分解反應(yīng),二氧化碳?xì)怏w由顆粒間的孔隙中散逸,然而達(dá)玻璃之融 熔點(diǎn)時(shí),已無(wú)足夠的氣體留在玻璃的內(nèi)部,導(dǎo)致發(fā)泡現(xiàn)象的不顯著。3.3 溫度與持溫時(shí)間對(duì)密度之影響-76-九十九年九月3.3 溫度與持溫時(shí)間對(duì)密度之影響2.5 wt.% 5 wt.% 10 wt.% Fig. 3 2.5 wt.% 850o C 1g/cm3 ; 5 wt.% 750o C 20min 1 g/cm3 0.7 g/cm3 10 wt.% 20min Fig. 3 Density of foam glass with (a 2.5 wt.%, (b 5 wt.% and (c 10 wt.% oyster add

9、ition red at various temperatures and holding time.Fig. 3 Density of foam glass with (a 2.5度與添加量對(duì)密度之影響 不同蚵殼添加量在不同溫度條件下,分別持溫20、 40、 60min對(duì)發(fā)泡玻璃密度 的關(guān)係,如 Fig. 4所示,就持溫時(shí)間 20min 而言,蚵殼添加量 2.5wt.%在各溫度條件下 的發(fā)泡程度明顯較其他添加量來(lái)的不足,導(dǎo)致較高的密度結(jié)果產(chǎn)生 ; 然而添加量 5和 10wt.%的發(fā)泡玻璃結(jié)果則大致相近。當(dāng)持溫時(shí)間為 40min 時(shí),顯示添加量 5wt.%的在 溫度高於 850o C 以上的發(fā)

10、泡玻璃有較佳的發(fā)泡現(xiàn)象,其視密度皆在 0.5 g/cm3以下 ; 然 而較長(zhǎng)時(shí)間的持溫時(shí)間 60min 時(shí),添加量 2.5wt.%雖在溫度 900o C 有較佳的發(fā)泡現(xiàn) 象,但其視密度約在 0.9 g/cm3左右 ; 而較高添加量 5和 10wt.%的發(fā)泡玻璃視密度結(jié)果 與持溫 40min 的趨勢(shì)大致相同。以上結(jié)果說(shuō)明較佳的發(fā)泡玻璃在低添加量的樣品比 高添加量的所需發(fā)泡的時(shí)間明顯較久之外,其所須溫度也明顯較高,主要原因應(yīng)該 是與發(fā)泡劑碳酸鈣的分解溫度有關(guān)。 (b 度之影響 溫度條件下,分別持溫 20、 40、 60min 對(duì)發(fā)泡玻璃密度 溫時(shí)間 20min 而言,蚵殼添加量 2.5wt.%在各

11、溫度條件下 量來(lái)的不足,導(dǎo)致較高的密度結(jié)果產(chǎn)生 ; 然而添加量 5和 致相近。當(dāng)持溫時(shí)間為40min 時(shí),顯示添加量 5wt.%的在 3(c度與添加量對(duì)密度之影響 不同蚵殼添加量在不同溫度條件下,分別持溫 20、 40、 60min 對(duì)發(fā)泡玻璃密度 ,如 Fig. 4所示,就持溫時(shí)間 20min 而言,蚵殼添加量 2.5wt.%在各溫度條件下 程度明顯較其他添加量來(lái)的不足,導(dǎo)致較高的密度結(jié)果產(chǎn)生 ; 然而添加量 5和 的發(fā)泡玻璃結(jié)果則大致相近。當(dāng)持溫時(shí)間為 40min時(shí),顯示添加量 5wt.%的在 於 850o C 以上的發(fā)泡玻璃有較佳的發(fā)泡現(xiàn)象,其視密度皆在 0.5 g/cm3以下 ; 然

12、時(shí)間的持溫時(shí)間 60min 時(shí),添加量 2.5wt. %雖在溫度 900oC 有較佳的發(fā)泡現(xiàn) 其視密度約在 0.9 g/cm3左右 ; 而較高添加量 5和 10wt.%的發(fā)泡玻璃視密度結(jié)果 40min 的趨勢(shì)大致相同。以上結(jié)果說(shuō)明較佳的發(fā)泡玻璃在低添加量的樣品比 量的所需發(fā)泡的時(shí)間明顯較久之外,其所須溫度也明顯較高,主要原因應(yīng)該 泡劑碳酸鈣的分解溫度有關(guān)。 (a Fig. 4 Effects of various temperatures and addition for foam glass with holding time of (a 20, (b 40 and (c 60 min on

13、 density.結(jié)構(gòu)觀察 由於本實(shí)驗(yàn)的發(fā)泡玻璃試片孔洞較大 , 因此採(cǎi)光學(xué)顯微鏡 5x10之放大倍 察試片微結(jié)構(gòu)及孔洞大小,如圖 5、 6和 7所示。由光學(xué)顯微照片 5(a、 (b和 (c添加量 2.5 wt.%持溫 20min 的試片在 800仍無(wú)明顯的孔隙產(chǎn)生,然而溫度達(dá) 8即可清處楚地看到孔隙產(chǎn)生,其大小約大於 2.0mm ,而溫度 900的試片孔隙 楚可見(jiàn),因此發(fā)泡玻璃的製備溫度為 850。此外,試片在添加量 5 wt.%持溫 溫度 750o C 、 800o C 和 850o C 的條件下皆明顯可看到氣孔的產(chǎn)生,顯示添加量由 wt.%增加至 5 wt.%且持溫時(shí)間 40min 可使

14、發(fā)泡玻璃的產(chǎn)生溫度有提前的效果,6(a、 (b和 (c所示 ; 然而,如圖 7(a、 (b和 (c所示 ; 當(dāng)添加量為10 wt.% 溫度為 持溫時(shí)間為 60min 時(shí),則未有明顯孔洞產(chǎn)生,而溫度 850oC 及 950o C 則明顯有孔 產(chǎn)生,而達(dá)到發(fā)泡玻璃的效果。(aFig. 4 Effects of various temperatures and結(jié)構(gòu)觀察由於本實(shí)驗(yàn)的發(fā)泡玻璃試片孔洞較大 , 因此採(cǎi)光學(xué) 察試片微結(jié)構(gòu)及孔洞大小,如圖 5、 6和 7所示。由光學(xué)顯 添加量 2.5 wt.%持溫 20min 的試片在 800仍無(wú)明顯的孔 即可清處楚地看到孔隙產(chǎn)生,其大小約大於 2.0mm ,

15、而溫 楚可見(jiàn),因此發(fā)泡玻璃的製備溫度為850。此外,試片溫度 750o C 、 800o C 和 850o C 的條件下皆明顯可看到氣孔的 wt.%增加至 5 wt.%且持溫時(shí)間 40min 可使發(fā)泡玻璃的產(chǎn)生 6(a、 (b和 (c所示 ; 然而,如圖 7(a、 (b和 (c所示 ; 當(dāng)添加 持溫時(shí)間為 60min 時(shí),則未有明顯孔洞產(chǎn)生,而溫度 850產(chǎn)生,而達(dá)到發(fā)泡玻璃的效果。(b(ces and addition for foam glass with holding time 結(jié)構(gòu)觀察 由於本實(shí)驗(yàn)的發(fā)泡玻璃試片孔洞較大 , 因此採(cǎi)光學(xué)顯微鏡 5x10之放大倍率來(lái)觀 察試片微結(jié)構(gòu)及孔洞

16、大小,如圖 5、 6和 7所示。由光學(xué)顯微照片 5(a、 (b和(c顯示,添加量 2.5 wt.%持溫 20min 的試片在 800仍無(wú)明顯的孔隙產(chǎn)生,然而溫度達(dá) 850時(shí)即可清處楚地看到孔隙產(chǎn)生,其大小約大於 2.0mm ,而溫度 900的試片孔隙仍就清 (c-77-鑛冶 54/33.4 溫度與添加量對(duì)密度之影響20 40 60min Fig. 4 20min 2.5wt.% 5 10wt.% 40min 5wt.% 850o C 0.5 g/cm3 60min2.5wt. % 900o C 0.9 g/cm3 5 10wt.% 40minFig. 5 SEM photographs of

17、foam glass with 2.5wt.% oyster addition red at various temperatures of (a800o C (b 850o C and (c 900o C for 20 min. Fig. 6 SEM photographs of foam glass with 5wt.% oyster addition fired at various temperatures of (a750o C, (b 800o C and (c 850o C for 40 min.Fig. 7 SEM photographs of foam glass with

18、10wt.% oyster addition fired at various temperatures of (a750o C, (b 850o C and (c 950o C for 60 min.(a(b(c (a 972q E" :(a 972q E" (b :72q E" . 結(jié)論 1. 研究結(jié)果顯示利用回收 TFT-LCD 與鈉鈣玻璃粉摻配水產(chǎn)廢棄物蚵殼進(jìn)行低備發(fā)泡玻璃應(yīng)用於隔熱隔音且防水的建材應(yīng)是可行的 , 不僅原料成本低廉分達(dá)到資源再利用及廢棄物減量的雙重優(yōu)點(diǎn)。 (a 972q E" (b:72q E"(c;72q E"3.5 微結(jié)構(gòu)觀察 5x10 5 20